CN108474917A - 单纤双向组件 - Google Patents

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Abstract

一种单纤双向组件，其包括基座(10)、激光器(21)、光接收器(23)、波长分路器(25)及设有透镜(31)的密封罩(30)；所述基座(10)包括表面(11)，所述表面(11)上凹设有容纳槽(13)，所述容纳槽(13)包括与所述表面(11)平行的槽底壁(131)，所述波长分路器(25)设有分波面(251)，所述光接收器(23)放置于所述槽底壁(131)上，所述波长分路器(25)装设于所述容纳槽(13)内并遮蔽所述光接收器(23)，所述激光器(21)位于所述容纳槽(13)一侧，所述分波面(251)朝向所述激光器(21)并与所述光接收器(23)所在槽底壁(131)呈夹角设置；所述密封罩(30)罩于所述基座(10)上并收容激光器(21)、光接收器(23)及波长分路器(25)，所述激光器(21)的光束由所述分波面(251)反射至所述透镜(31)，所述光接收器(23)接收并传输经过所述透镜(31)及所述波长分路器(25)传递的光信号。

Description

单纤双向组件 技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种单纤双向组件。
背景技术
在光通信***中，光模块主要用来实现光电、电光转换，即把发送的数据信号转换成光信号并通过光纤发送给对端，及从光纤接收对端发送的光信号并把光信号转换成电信号之后，从电信号中恢复接收数据。在单纤双向***(单根光纤同时传输双向数据信号)中，光模块主要由BOSA(Bidirectional Optical Subassembly module，单纤双向光组件)、LA(Limiting Amplifier，限幅放大器)和LDD(Laser Diode Driver，激光驱动器)组成。目前业界常使用的BOSA都是由发射器和接收器组成，外部再用一个配套的金属部件把发射器和接收器和光纤连接器固定好，使发射器的发射的激光可以耦合到光纤中，光纤过来的光可以到接收器里面，被PD(Photodiode，光探测器)接收。
目前常见用的单纤双向器件的一种设计方向是基于传统的金属件加工成型方案，是把激光器，前置放大器等元件放置于单向收发器的金属基座上面，并配置一个在光轴上的45度滤光片及一根光纤插芯。这种结构的单纤双向器件的激光器、光收发器及前置放大器在同一平台上，光路输送都是在一个隔离罩的腔室内完成，激光器发射光在传送过程中，会在腔室内不同介质面产生反射，由于光收发器是没有被保护，因此容易产生光电串扰现象。
发明内容
本发明实施例提供一种单纤双向组件，解决现有单纤双向光组件在发射或接受光信号时产生光电串扰的技术问题。
本发明提供一种单纤双向组件，其包括基座、激光器、光接收器、波长分路器及设有透镜的密封罩；所述基座包括表面，所述表面上凹设有容纳槽，所述容纳槽包括与所述表面平行的槽底壁，所述波长分路器设有分波面，所述光接收器放置于所述槽底壁上，所述波长分路器装设于所述容纳槽内并遮蔽所述光接收器，所述激光器位于所述容纳槽一侧，所述分波面朝向所述激光器并与 所述光接收器所在槽底壁呈夹角设置；所述密封罩罩于所述基座上并收容激光器、光接收器及波长分路器，所述激光器的光束由所述分波面反射至所述透镜，所述光接收器接收并传输经过所述透镜及所述波长分路器传递的光信号。
其中，所述波长分路器包括与所述分波面平行相对的平面，所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有相对所述槽底壁倾斜的支撑斜面，所述平面与所述支撑斜面抵持以使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置。
其中，所述基座包括支撑体，所述支撑体包括括两个间隔设置的支撑臂及连接两个支撑臂的连接杆，所述支撑斜面设于支撑臂上，所述平面贴于所述支撑斜面上，所述支撑体设置于所述容纳槽内使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置，所述光接收器位于所述两个支撑臂之间。
其中，所述波长分路器包括一平面及与平面成夹角连接的斜面，所述斜面为所述分波面；所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有与所述槽底壁平行的支撑平面，所述支撑平面支撑所述波长分路器，所述平面与所述支撑平面抵持并朝向所述光接收器。
其中，所述波长分路器包括第一平面、与第一平面垂直连接的第二平面及连接第一平面与第二平面的斜面，所述斜面为所述分波面；所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有相对所述槽底壁倾斜的支撑斜面，所述波长分路器收容于所述容纳槽内，所述支撑斜面与所述分波面抵持，所述第一平面与所述槽底壁平行，所述第二平面与所述激光器相对设置以使光速从第二平面射入所述分波面。
其中，所述波长分路器为矩形块体，所述波长分路器包括一平面及位于波长分路器内部的对角斜面，对角斜面与所述平面一侧连接，所述对角斜面为所述分波面，所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有与所述槽底壁平行的支撑平面，所述支撑平面支撑所述波长分路器以使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置，所述平面与所述槽底壁垂直设置并与所述激光器相对。
其中，所述基座的表面上设有第一凹槽，所述第一凹槽位于所述容纳槽一侧并与所述容纳槽贯通，所述激光器放置于所述第一凹槽内。
其中，所述单纤双向组件包括前置放大器，所述基座的表面上设有第二凹 槽，所述第二凹槽与第一凹槽相对设于所述容纳槽另一侧，所述前置放大器放置于所述第二凹槽内并与所述光接收器电性连接。
其中，所述单纤双向组件包括背光探测器，所述背光探测器设于所述第一凹槽内，并且所述背光探测器位于所述激光器背向所述波长分路器的一侧。
其中，所述密封罩包括顶壁及围绕顶壁设置的周壁，所述透镜为球状且设于所述顶壁中心位置。
其中，所述单纤双向组件还包括外壳，所述外壳罩设于所述密封罩外侧并与所述密封罩同轴设置，所述外壳上朝向透镜的一端设有通孔，另一端设有用于插接光纤的端口，所述端口光路、通孔中心线与所述透镜中心线重合。
其中，所述分波面为贴于所述波长分路器上的光学薄膜形成的反射面。所在分波面与所述槽底壁的夹角为45度。
其中，所述基座上与所述表面相反的一侧还设有数个引脚。
本发明的单纤双向组件将光接收器放置于容纳槽内，而且所述波长分路器的分波面与槽底壁呈夹角设置，避免光接收器与激光器位于同一平面，高频的干扰信号很难进入容纳槽，防止干扰信号进入光接收器，进而避免单纤双向组件内光电串扰现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例的单纤双向组件的内部结构平面示意图。
图2是图1所示的单纤双向组件的部分结构示意图。
图3是图1所示的单纤双向组件的截面示意图。
图4是本发明第二实施例的单纤双向组件的截面示意图。
图5是图4所示的单纤双向组件的波长分路器结构示意图。
图6是本发明第三实施例提供的单纤双向组件的截面示意图。
图7是本发明第四实施例提供的单纤双向组件的截面示意图。
图8是本发明第五实施例提供的单纤双向组件的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种单纤双向组件，其用于光信号的传输及接收。
单纤双向组件包括基座、激光器、光接收器、波长分路器及设有透镜的密封罩；基座包括表面，表面上凹设有容纳槽，容纳槽包括与表面平行的槽底壁，波长分路器设有分波面，光接收器放置于槽底壁上，波长分路器装设于容纳槽内并遮蔽光接收器，激光器位于容纳槽一侧且朝向分波面，分波面与光接收器所在槽底壁呈夹角设置；密封罩罩于基座上并收容激光器、光接收器及波长分路器，激光器的光束由分波面反射至透镜，光接收器接收并传输经过透镜及波长分路器传递的光信号。
请参阅图1至图3，本发明第一实施例中，单纤双向组件包括基座10、激光器21、光接收器23、波长分路器25及设有透镜31的密封罩30。基座10包括表面11。表面11上凹设有矩形的容纳槽13。容纳槽13包括与表面11平行的槽底壁131及两个相对的槽侧壁132。密封罩30包括顶壁301及围绕顶壁设置的周壁302，透镜31为球状且设于顶壁301中心位置。密封罩30的周壁302与表面11周缘抵持并与顶壁301同时将激光器21、光接收器23及波长分路器25收容于其内。透镜31为球状且设于顶壁中心位置；透镜31的中心线与经过分波面251至光接收器23的光路所在直线平行。
本实施例中，如图3所示，波长分路器25为片状，其包括分波面251及与分波面251平行相对的平面252。每一槽侧壁132上设有朝向容纳槽槽口的支撑台134，支撑台134形成有相对槽底壁131倾斜的支撑斜面133。支撑斜面133朝向容纳槽13槽口方向。可以理解，支撑台是与基座10一体成型的支撑体并设于容纳槽13内。光接收器23放置于槽底壁131上并位于两个槽侧壁上的支撑台之间。波长分路器25装设于容纳槽13内由支撑台134支撑并遮蔽光接收器23。平面与支撑斜面133抵持，以使分波面251与槽底壁131呈夹角设置。本实施例中，夹角为45度，即支撑斜面133与槽底壁的夹角为45度。
进一步的，基座10的表面11上设有第一凹槽14，第一凹槽14位于容纳槽13一侧并与容纳槽13贯通，激光器21为光纤激光器，其放置于第一凹槽14内且朝向分波面251，根据本发明容纳槽13的槽深度的设计尺寸，将激光器21放置于第一凹槽14内以调整激光器21相对波长分路器25的高度，保证激光器21的光速可以全部入射到分波面251上并由分波面251反射至透镜31。本实施例中第一凹槽14的槽底壁的高度高于容纳槽13的槽底壁。为了便于调节激光器21的高度以适应分波面251，在第一凹槽14的底壁上设置支撑体以支撑激光器21。
激光器21放置于第一凹槽14内且朝向分波面251，激光器21的光束射入分波面251并由分波面反射至透镜31，经过透镜31汇聚后进入与密封罩连接的光纤中，由光纤传输至外界，比如服务端，服务端接收到信号后反馈的信号以同样的光路返回并经透镜31汇聚后穿过分波面251及整个波长分路器25，由光接收器23接收并传输信号给用户端。本发明的单纤双向组件的基座10上设置容纳槽13以收容光接收器23，而且波长分路器25的分波面251与承载光接收器23的槽底壁呈夹角设置，并且波长分路器25遮盖于光接收器23上方，进而避免光接收器23与激光器21位于同一平面，即使在密封罩内存在多次改变路径而射向光接收器23的干扰光，由于光接收器23在容纳槽13内且波长分路器25遮盖于光接收器23上方，高频的干扰信号很难进入容纳槽13，防止光束进入光接收器23，进而避免单纤双向组件内光电串扰现象。
进一步的，单纤双向组件包括前置放大器26，基座10的表面11上设有第二凹槽17，第二凹槽17与第一凹槽14相对设于容纳槽13另一侧。前置放大器26放置于第二凹槽17内并与光接收器23电性连接。具体的，第二凹槽17与容纳槽13贯通，前置放大器26放置于第二凹槽的槽底壁上通过导线与光接收器23连接，当光接收器23接收外界经光纤反馈回来的信号后输送给前置放大器26，由前置放大器26转换成电压信号输出；光接收器23接收光信号后先传输给前置放大器16，经前置放大器26转换成电压信号通过与前置放大器26连接的引脚输出至如承载单纤双向组件的电路板。
进一步的，单纤双向组件包括背光探测器28，背光探测器28设于第一凹槽14内，并且背光探测器28位于激光器21背向波长分路器25的一侧。本实施例中，背光探测器28通过支架181装设于第一凹槽14内并朝向激光器21， 背光探测器28为用于监控激光器21的发光率。
进一步的，基座10上与表面11相反的一侧还设有数个引脚19。基座10大致为圆台体，其包括与表面11相反的背面111。表面11与背面111为圆形平面，数个引脚19设于背面111并且一端***基座10内，激光器21、光接收器23、前置放大器26及背光探测器28均对应单独连接一个引脚19，并且有部分引脚19用于与客户端连接器连接以实现光接收器23接收的由光纤返回的透镜汇聚的信号的传递。
进一步的，分波面251为形成于波长分路器25上的光学薄膜而构成的反射面。激光器21的光束到达分波面251后反射至透镜31，并阻止光束直接穿过波长分离器进入光接收器23内。
进一步的，单纤双向组件还包括外壳40，外壳40罩设于密封罩30外侧并与密封罩30同轴设置。外壳40上朝向透镜31的一端设有通孔41，另一端设有用于插接光纤50的端口42，端口42传输的光束、通孔41中心线与透镜31中心线重合。具体的，光纤50主要是指包括光纤插芯及壳体的适配器。外壳40为圆筒状，其内部设有挡板401，通孔41设于挡板401中部，外壳40另一端设有端口402，光纤50通过壳体与外壳焊接固定以使光纤插芯***端口402内。外壳40设有挡板401的一端套设于密封罩30上已将密封罩30封闭。
请参阅图4与图5，本发明的第二实施例中，与第一实施例不同之处在于：波长分路器25由基座10的支撑体15支撑。支撑体15与基座10为独立设置。支撑体15包括括两个间隔设置的支撑臂151及连接两个支撑臂151的连接杆152，支撑臂151上设有支撑斜面153，波长分路器25的平面贴于支撑斜面153上，支撑体15设置于容纳槽13内使分波面251与槽底壁131呈夹角设置，光接收器位于两个支撑臂之间。
本实施例中，支撑体15为直角三角架结构，支撑臂151为直角三角形块体，支撑斜面153位三角形的斜面。连接杆152连接两个支撑臂151的非直角的一角位置，使支撑体15可以平放于槽底壁131上并且使支撑斜面153与槽底壁夹角为45度，即设有连接杆152的一侧与槽底壁131抵持。波长分路器25先装于支撑斜面153上，然后将支撑体15装于容纳槽13内并固定，使分波面251朝向激光器21。
本实施例中，支撑体15与基座10分别设置，便于安装波长分路器25于支撑体15上，即可以先将波长分路器25装于支撑体15后将支撑体15装于基座10上，保证波长分路器25与支撑体15的装配精度，进而保证波长分路器25相对激光器等元件的位置精度。
请参阅图6，本发明第三实施例中，与第一实施例不同的是：波长分路器45包括第一平面452、与第一平面452垂直连接的第二平面453及连接第一平面452与第二平面453的斜面，斜面为分波面451。波长分路器45收容于容纳槽13内，支撑斜面133与分波面451抵持以使分波面451与槽底壁131呈夹角设置；第一平面452与槽底壁131平行，第二平面453与激光器21相对设置以使光速从第二平面射入分波面451。本实施例中，第一平面452朝向容纳槽13槽口方向且与光接收器23所在平面平行。
具体的，波长分路器35为透明直角三角体，第一平面452与第二平面453为直角三角体的两个直角侧的表面，分波面351即为直角三角体的斜面。第二平面453及分波面351部分位于容纳槽13内，第二平面453靠近激光器21。本是实例中的波长分路器35为直角三角体，便于装配的同时可以保证装配精度，进而保证单纤双向组件信号传递流畅。
请参阅图7，本发明第四实施例中，与第一实施例不同的是：波长分路器35包括一平面352及与平面352成夹角连接的斜面，斜面即为分波面351。容纳槽13的两个相对槽侧壁132上设有支撑台(图未标)，支撑台形成有与槽底壁131平行的支撑平面137，支撑平面137抵持支撑波长分路器35于容纳槽131内，平面352与支撑平面137抵持并朝向光接收器23。具体的，平面352与槽底壁131平行，分波面朝向机关器21。
可以理解，其他实施方式中，支撑平面可以设于容纳槽槽口外部与表面平行，波长分路器35支撑于容纳槽13外部的正上方，波长分路器35的平面352位于容纳槽13的槽口位置并与表面11平行，分波面351位于容纳槽13的外部表面11的上方并朝向激光器21，此结构中，激光器不需要放置于第一凹槽内。选用直角三角体波长分路器35通过支撑体装设于容纳槽外部上方遮盖于光接收器23上方，实现分波面351及容纳槽13对光接收器23的保护，同时可以直接将激光器21设于表面11上，不需要针对激光器21及背光探测器28的位置配合容纳槽再额外设置容纳激光器21的凹槽，减少加工工艺。
请参阅图8，本发明第五实施例中，与第四实施例不同的是：波长分路器55为矩形块体，波长分路器55包括一平面552及位于波长分路器55内部的对角斜面，对角斜面与平面552一侧连接，对角斜面为分波面551。支撑平面137支撑波长分路器55以使分波面551与槽底壁131呈夹角设置，平面552与槽底壁131垂直设置并与激光器21相对。
具体的，波长分路器55为矩形块体的玻璃，平面551为矩形块体的波长分路器55的表面，分波面552为矩形块体的对角面，具体的是通过在矩形块体的对角面上贴设光学薄膜而形成。平面552与分波面551部分收容于容纳槽13内。可以理解，其他实施方式中波长分路器55的平面551位于容纳槽13的槽口位置并与表面11平行，分波面552位于容纳槽13的外部表面11的上方并朝向激光器21。
以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

  1. 一种单纤双向组件，其特征在于，包括基座、激光器、光接收器、波长分路器及设有透镜的密封罩；所述基座包括表面，所述表面上凹设有容纳槽，所述容纳槽包括与所述表面平行的槽底壁，所述波长分路器设有分波面，所述光接收器放置于所述槽底壁上，所述波长分路器装设于所述容纳槽内并遮蔽所述光接收器，所述激光器位于所述容纳槽一侧，所述分波面朝向所述激光器并与所述光接收器所在槽底壁呈夹角设置；
    所述密封罩罩于所述基座上并***述激光器、光接收器及波长分路器，所述激光器的光束由所述分波面反射至所述透镜，所述光接收器接收并传输经过所述透镜及所述波长分路器传递的光信号。
  2. 如权利要求1所述的单纤双向组件，其特征在于，所述波长分路器包括与所述分波面平行相对的平面，所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有相对所述槽底壁倾斜的支撑斜面，所述平面与所述支撑斜面抵持以使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置。
  3. 如权利要求1所述的单纤双向组件，其特征在于，所述基座包括支撑体，所述支撑体包括括两个间隔设置的支撑臂及连接两个支撑臂的连接杆，所述支撑斜面设于支撑臂上，所述平面贴于所述支撑斜面上，所述支撑体设置于所述容纳槽内使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置，所述光接收器位于所述两个支撑臂之间。
  4. 如权利要求1所述的单纤双向组件，其特征在于，所述波长分路器包括一平面及与平面成夹角连接的斜面，所述斜面为所述分波面；所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有与所述槽底壁平行的支撑平面，所述支撑平面支撑所述波长分路器，所述平面与所述支撑平面抵持并朝向所述光接收器。
  5. 如权利要求1所述的单纤双向组件，其特征在于，所述波长分路器包括第一平面、与所述第一平面垂直连接的第二平面及连接所述第一平面与所述第二平面的斜面，所述斜面为所述分波面；所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有相对所述槽底壁倾斜的支撑斜面，所述波长分路器收容于所述容纳槽内，所述支撑斜面与所述分波面抵持，所述第一平面与所 述槽底壁平行，所述第二平面与所述激光器相对设置以使光速从所述第二平面射入所述分波面。
  6. 如权利要求1所述的单纤双向组件，其特征在于，所述波长分路器为矩形块体，所述波长分路器包括一平面及位于波长分路器内部的对角斜面，所述对角斜面与所述平面一侧连接，所述对角斜面为所述分波面，所述容纳槽的两个相对槽侧壁上设有支撑台，所述支撑台形成有与所述槽底壁平行的支撑平面，所述支撑平面支撑所述波长分路器以使所述分波面与所述槽底壁呈所述夹角设置，所述平面与所述槽底壁垂直设置并与所述激光器相对。
  7. 如权利要求2至6任一项所述的单纤双向组件，其特征在于，所述基座的表面上设有第一凹槽，所述第一凹槽位于所述容纳槽一侧并与所述容纳槽贯通，所述激光器放置于所述第一凹槽内。
  8. 如权利要求7所述的单纤双向组件，其特征在于，所述单纤双向组件包括前置放大器，所述基座的表面上设有第二凹槽，所述第二凹槽与第一凹槽相对设于所述容纳槽另一侧，所述前置放大器放置于所述第二凹槽内并与所述光接收器电性连接。
  9. 如权利要求7所述的单纤双向组件，其特征在于，所述单纤双向组件包括背光探测器，所述背光探测器设于所述第一凹槽内，并且所述背光探测器位于所述激光器背向所述波长分路器的一侧。
  10. 如权利要求1-9任一项所述的单纤双向组件，其特征在于，所述密封罩包括顶壁及围绕所述顶壁设置的周壁，所述透镜为球状且设于所述顶壁中心位置。
  11. 如权利要求10所述的单纤双向组件，其特征在于，所述单纤双向组件还包括外壳，所述外壳罩设于所述密封罩外侧并与所述密封罩同轴设置，所述外壳上朝向透镜的一端设有通孔，另一端设有用于插接光纤的端口，所述端口光路、所述通孔中心线与所述透镜中心线重合。
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